package 哈希表;

/**
 * @author: 大怪
 * @email: 962527441@qq.com
 */

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Random;

/**
 * 设计一个支持在平均 时间复杂度 O(1) 下，执行以下操作的数据结构：
 *
 * insert(val)：当元素 val 不存在时返回 true ，并向集合中插入该项，否则返回 false 。
 * remove(val)：当元素 val 存在时返回 true ，并从集合中移除该项，否则返回 false 。
 * getRandom：随机返回现有集合中的一项。每个元素应该有 相同的概率 被返回。
 *  
 * 示例 :
 *
 * 输入: inputs = ["RandomizedSet", "insert", "remove", "insert", "getRandom", "remove", "insert", "getRandom"]
 * [[], [1], [2], [2], [], [1], [2], []]
 * 输出: [null, true, false, true, 2, true, false, 2]
 * 解释:
 * RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet();  // 初始化一个空的集合
 * randomSet.insert(1); // 向集合中插入 1 ， 返回 true 表示 1 被成功地插入
 * randomSet.remove(2); // 返回 false，表示集合中不存在 2
 * randomSet.insert(2); // 向集合中插入 2 返回 true ，集合现在包含 [1,2]
 * randomSet.getRandom(); // getRandom 应随机返回 1 或 2
 * randomSet.remove(1); // 从集合中移除 1 返回 true 。集合现在包含 [2]
 * randomSet.insert(2); // 2 已在集合中，所以返回 false
 * randomSet.getRandom(); // 由于 2 是集合中唯一的数字，getRandom 总是返回 2
 */
public class 创建容器 {
    class RandomizedSet {
        private HashMap<Integer, Integer> map; // 保存元素在 list 中的位置
        private ArrayList<Integer> list; // 保存元素的list
        private Random random; // 生成随机数

        /**
         * Initialize your data structure here.
         */
        public RandomizedSet() {
            list = new ArrayList<>();
            map = new HashMap<>();
            random = new Random();
        }

        /**
         * Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element.
         */
        public boolean insert(int val) {
            if (map.containsKey(val)) {
                return false;
            }
            list.add(val);
            map.put(val, list.size() - 1);
            return true;
        }

        /**
         * Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element.
         */
        public boolean remove(int val) {
            if (!map.containsKey(val)) {
                return false;
            }
            // 获取待删除元素在 list 中的位置。
            Integer index = map.get(val);
            // 获取 list 中的最后一个元素
            Integer lastEle = list.get(list.size() - 1);
            // 在待删除元素的位置上，将其设置为 最后一个元素，相当于把它删除了
            list.set(index, lastEle);
            // 同时更新 最后一个元素 在数组中的索引映射关系
            map.put(lastEle, index);
            // 直接将最后一个删除（最后一个元素已经被保存在原待删除元素的位置上了）
            list.remove(list.size() - 1);
            // map 中也要将待删除元素的索引关系删除
            map.remove(val);
            return true;
        }

        /**
         * Get a random element from the set.
         */
        public int getRandom() {
            return list.get(random.nextInt(list.size()));
        }
    }
}
